[發明專利]一種相干布居囚禁CPT銣原子磁力儀在審
| 申請號： | 201910150027.1 | 申請日： | 2019-02-28 |
| 公開（公告）號： | CN109856570A | 公開（公告）日： | 2019-06-07 |
| 發明（設計）人： | 方維;金懷洲;金尚忠;趙春柳;石巖;陳義;趙天琦;周亞東 | 申請（專利權）人： | 中國計量大學 |
| 主分類號： | G01R33/032 | 分類號： | G01R33/032 |
| 代理公司： | 暫無信息 | 代理人： | 暫無信息 |
| 地址： | 310018 浙江省杭州市江*** | 國省代碼： | 浙江;33 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 銣原子 磁場 磁力儀 相干 電路控制模塊 數據采集模塊 光電探測器 磁場作用 磁屏蔽桶 地球物理 調制激光 軍事探測 生物醫學 溫控模塊 原子氣室 重要應用 準確測量 準直透鏡 低功耗 靈敏度 頻率差 上位機 體積小 波片 光路 氣室 量子 平行 測量 輸出 外部 | ||
1.一種相干布居囚禁CPT銣原子磁力儀，其特征在于：所述的磁力儀包括VCSEL激光器(1)、準直透鏡(2)、λ/4波片(3)、ITO加熱器(4)、原子氣室(5)、磁屏蔽桶(6)、光電探測器(7)、數據采集模塊(8)、溫控模塊(9)、上位機(10)以及電路控制模塊(11)。
上位機(10)通過控制溫控模塊(9)以及ITO加熱器(4)使得VCSEL激光器(1)、原子氣室(5)、和光電探測器(7)保持在適合的溫度下工作，上位機(10)通過電路控制模塊(11)令VCSEL激光器(4)產生單一頻率vL激光，并且電路控制模塊(11)對VCSEL激光器(4)進行微波vMW調制，則激光會產生兩個滿足CPT共振需要的±1級邊帶，頻率為vL±vMW，激光方向和待測磁場B平行依此通過準直透鏡(2)和偏振器(3)轉換成圓偏振光后進入原子氣室(5)，同時，通過數據采集模塊(8)采集原子氣室(5)的實時溫度和光電探測器(7)探測到的光強，最終通過上位機(10)處理可得到CPT信號峰曲線，然后根據CPT信號峰的頻率差測得磁場B強度。
2.根據權利要求1所述的一種CPT銣原子磁力儀，其特征在于：所述的VCSEL激光器(1)保持溫度恒定，輸出的光功率約為5mW～20mW，且VCSEL激光器(1)具有體積小，可以低功率發射激光降低功耗的優點。
3.根據權利要求1所述的一種CPT銣原子磁力儀，其特征在于：所述的ITO加熱器(4)僅通過金焊盤實現上ITO層和下ITO層之間的電接觸。因此，由流過下ITO層的電流產生的磁場被在上ITO層中直接在其上方流動的返回電流的磁場抵消。
4.根據權利要求1所述的一種CPT銣原子磁力儀，其特征在于：所述的原子氣室(5)放在磁屏蔽桶(6)內，磁屏蔽桶(6)由坡莫合金材料制成，利用坡莫合金高磁導率的特性，屏蔽外界的雜散磁場。
5.根據權利要求1所述的一種CPT銣原子磁力儀，其特征在于：所述的原子氣室(5)充滿87Rb和緩沖氣體。緩沖氣體是含有約11kPa的氬氣和21kPa的氖氣，其降低了87Rb和原子氣室(5)內壁碰撞。原子氣室(5)生產后需在100℃溫度下退火30—40小時，這能有效抑制CPT共振頻率漂移。
6.根據權利要求1所述的一種CPT銣原子磁力儀，其特征在于：所述磁力儀工作時，原子氣室(5)內為恒溫環境，且溫度為100℃～120℃。
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